MODUL BELAJAR MANDIRI
CALON GURU
Aparatur Sipil Negara (ASN)
Pegawai Pemerintah dengan Perjanjian Kerja (PPPK)
Bidang Studi
Ilmu Pengetahuan Alam –
Biologi
Penulis :
Tim GTK DIKDAS
Desain Grafis dan Ilustrasi :
Tim Desain Grafis
Copyright © 2021
Direktorat GTK Pendidikan Dasar
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan Kebudayaan
Kata Sambutan
Peran guru profesional dalam proses pembelajaran sangat penting sebagai kunci
keberhasilan belajar peserta didik. Guru profesional adalah guru yang kompeten
membangun proses pembelajaran yang baik sehingga dapat menghasilkan
pendidikan yang berkualitas dan berkarakter Pancasila yang prima. Hal tersebut
menjadikan guru sebagai komponen utama dalam pendidikan sehingga menjadi
fokus perhatian Pemerintah maupun Pemerintah Daerah dalam seleksi Guru
Aparatur Sipil Negara (ASN) Pegawai Pemerintah dengan Perjanjian Kontrak
(PPPK).
Seleksi Guru ASN PPPK dibuka berdasarkan pada Data Pokok Pendidikan.
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan mengestimasi bahwa kebutuhan guru
di sekolah negeri mencapai satu juta guru (di luar guru PNS yang saat ini
mengajar). Pembukaan seleksi untuk menjadi guru ASN PPPK adalah upaya
menyediakan kesempatan yang adil bagi guru-guru honorer yang kompeten agar
mendapatkan penghasilan yang layak. Pemerintah membuka kesempatan bagi:
1). Guru honorer di sekolah negeri dan swasta (termasuk guru eks-Tenaga
Honorer Kategori dua yang belum pernah lulus seleksi menjadi PNS atau PPPK
sebelumnya. 2). Guru yang terdaftar di Data Pokok Pendidikan; dan Lulusan
Pendidikan Profesi Guru yang saat ini tidak mengajar.
Seleksi guru ASN PPPK kali ini berbeda dari tahun-tahun sebelumnya, dimana
pada tahun sebelumnya formasi untuk guru ASN PPPK terbatas. Sedangkan pada
tahun 2021 semua guru honorer dan lulusan PPG bisa mendaftar untuk mengikuti
seleksi. Semua yang lulus seleksi akan menjadi guru ASN PPPK hingga batas
satu juta guru. Oleh karenanya agar pemerintah bisa mencapai target satu juta
guru, maka pemerintah pusat mengundang pemerintah daerah untuk mengajukan
formasi lebih banyak sesuai kebutuhan.
Untuk mempersiapkan calon guru ASN PPPK siap dalam melaksanakan seleksi
guru ASN PPPK, maka Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan melalui
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) mempersiapkan
modul-modul pembelajaran setiap bidang studi yang digunakan sebagai bahan
i
belajar mandiri, pemanfaatan komunitas pembelajaran menjadi hal yang sangat
penting dalam belajar antara calon guru ASN PPPK secara mandiri. Modul akan
disajikan dalam konsep pembelajaran mandiri menyajikan pembelajaran yang
berfungsi sebagai bahan belajar untuk mengingatkan kembali substansi materi
pada setiap bidang studi, modul yang dikembangkan bukanlah modul utama yang
menjadi dasar atau satu-satunya sumber belajar dalam pelaksanaan seleksi calon
guru ASN PPPK tetapi dapat dikombinasikan dengan sumber belajar lainnya.
Peran Kemendikbud melalui Ditjen GTK dalam rangka meningkatkan kualitas
lulusan guru ASN PPPK melalui pembelajaran yang bermuara pada peningkatan
kualitas peserta didik adalah menyiapkan modul belajar mandiri.
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Pendidikan Dasar (Direktorat GTK
Dikdas) bekerja sama dengan Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik
dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK) yang merupakan Unit Pelaksanana Teknis
di lingkungan Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan yang
bertanggung jawab dalam mengembangkan modul belajar mandiri bagi calon guru
ASN PPPK. Adapun modul belajar mandiri yang dikembangkan tersebut adalah
modul yang di tulis oleh penulis dengan menggabungkan hasil kurasi dari modul
Pendidikan Profesi Guru (PPG), Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan
(PKB), Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP), dan bahan lainnya yang
relevan. Dengan modul ini diharapkan calon guru ASN PPPK memiliki salah satu
sumber dari banyaknya sumber yang tersedia dalam mempersiapkan seleksi Guru
ASN PPPK.
Mari kita tingkatkan terus kemampuan dan profesionalisme dalam mewujudkan
pelajar Pancasila.
Jakarta, Februari 2021
Direktur Jenderal Guru dan Tenaga
Kependidikan,
Iwan Syahril
ii
Kata Pengantar
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT atas selesainya Modul
Belajar Mandiri bagi Calon Guru Aparatur Sipil Negara (ASN) Pegawai Pemerintah
dengan Perjanjian Kontrak (PPPK) untuk 25 Bidang Studi (berjumlah 39 Modul).
Modul ini merupakan salah satu bahan belajar mandiri yang dapat digunakan oleh
calon guru ASN PPPK dan bukan bahan belajar yang utama.
Seleksi Guru ASN PPPK adalah upaya menyediakan kesempatan yang adil untuk
guru-guru honorer yang kompeten dan profesional yang memiliki peran sangat
penting sebagai kunci keberhasilan belajar peserta didik. Guru profesional adalah
guru yang kompeten membangun proses pembelajaran yang baik sehingga dapat
menghasilkan pendidikan yang berkualitas dan berkarakter Pancasila yang prima.
Sebagai salah satu upaya untuk mendukung keberhasilan seleksi guru ASN
PPPK, Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Pendidikan Dasar pada tahun
2021 mengembangkan dan mengkurasi modul Pendidikan Profesi Guru (PPG),
Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB), Peningkatan Kompetensi
Pembelajaran (PKP), dan bahan lainnya yang relevan sebagai salah satu bahan
belajar mandiri.
Modul Belajar Mandiri bagi Calon Guru ASN PPPK ini diharapkan dapat menjadi
salah satu bahan bacaan (bukan bacaan utama) untuk dapat meningkatkan
pemahaman tentang kompetensi pedagogik dan profesional sesuai dengan
bidang studinya masing-masing.
Terima kasih dan penghargaan yang tinggi disampaikan kepada pimpinan Pusat
Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan
(PPPPTK) yang telah mengijinkan stafnya dalam menyelesaikan Modul Belajar
Mandiri bagi Calon Guru ASN PPPK. Tidak lupa saya juga sampaikan terima kasih
kepada para widyaiswara dan Pengembang Teknologi Pembelajaran (PTP) di
dalam penyusunan modul ini.
iii
Semoga Modul Belajar Mandiri bagi Calon Guru ASN PPPK dapat memberikan
dan mengingatkan pemahaman dan keterampilan sesuai dengan bidang studinya
masing-masing.
Jakarta, Februari 2021
Direktur Guru dan Tenaga
Kependidikan Pendidikan Dasar,
Dr. Drs. Rachmadi Widdiharto, M. A
NIP. 196805211995121002
iv
Daftar Isi
Hlm.
Kata Sambutan....................................................................................................... i
Kata Pengantar .....................................................................................................iii
Daftar Isi ................................................................................................................ v
DaftarGambar...................................................................................................... viii
DaftarTabel.......................................................................................................... xiii
Pendahuluan ......................................................................................................... 1
A. Deskripsi Singkat ........................................................................................ 1
B. Peta Kompetensi ........................................................................................ 1
C. Ruang Lingkup ........................................................................................ 7
D. Petunjuk Belajar ...................................................................................... 7
Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan KelangsunganHidup......................................... 9
A. Kompetensi................................................................................................. 9
B. Indikator Pencapaian Kompetensi .............................................................. 9
C. Uraian Materi ........................................................................................ 10
1. Struktur dan Fungsi Sel......................................................................... 10
2. Membran, Inti dan Organel Sel ............................................................. 19
3. Sistem Organ ........................................................................................ 38
4. Reproduksi Sel dan Hereditas .............................................................. 91
5. Teori Asal Usul Kehidupan dan Evolusi .............................................. 133
D. Rangkuman......................................................................................... 155
Pembelajaran 2. Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Ekologi ...................... 159
A. Kompetensi............................................................................................. 159
B. Indikator Pencapaian Kompetensi .......................................................... 159
v
C. Uraian Materi.......................................................................................160
1. Klasifikasi dan Keanekaragaman Tumbuhan......................................160
2. Klasifikasi dan Keanekaragaman Hewan............................................187
3. Ekologi Biologi Populasi ......................................................................236
4. Ekologi Biologi Konservasi ..................................................................250
D. Rangkuman .........................................................................................271
Pembelajaran 3. Energi dalam Kehidupan ........................................................277
A. Kompetensi .............................................................................................277
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ..........................................................277
C. Uraian Materi.......................................................................................278
1. Transformasi Energi dalam Sel ...........................................................278
2. Metabolisme pada Manusia ................................................................285
3. Sistem Gerak Manusia ........................................................................288
4. Tekanan Zat pada Makhluk Hidup ......................................................298
5. Pengangkutan Air pada Tumbuhan.....................................................298
6. Pengangkutan Nutrisi pada Tumbuhan...............................................303
7. Tekanan Osmotik ................................................................................304
8. Pengaturan Suhu pada Makhluk Hidup...............................................310
9. Mekanisme perubahan panas tubuh hewan .......................................319
10. Jenis-jenis Transpirasi .....................................................................322
D. Rangkuman .........................................................................................325
Pembelajaran 4. Pendengaran, Penglihatan, dan Kelistrikan pada Manusia dan
Hewan................................................................................................................ 329
A. Kompetensi .............................................................................................329
B. Indikator Pencapaian Kompetensi ..........................................................329
C. Uraian Materi.......................................................................................330
1. Pendengaran pada Manusia dan Hewan ............................................330
vi
2. Indra Penglihatan Manusia dan Hewan .............................................. 335
3. Kelistrikan pada Sel Saraf................................................................... 343
4. Migrasi Burung .................................................................................... 349
5. Migrasi Salmon ................................................................................... 351
6. Migrasi Penyu ..................................................................................... 351
7. Migrasi LobsterDuri ............................................................................. 352
8. Magnet dalam TubuhBakteri ............................................................... 353
D. Rangkuman......................................................................................... 354
Penutup ............................................................................................................. 356
vii
DaftarGambar
Gambar 1. Alur Pembelajaran Bahan Belajar Mandiri........................................... 7
Gambar 2. Mikroskop Antonie van Leeuwenhoek ...............................................11
Gambar 3. Mikroskop Cahaya .............................................................................11
Gambar 4. Cara membawa mikroskop ................................................................14
Gambar 5. Melihat objek dengan pembesaran paling kecil.................................15
Gambar 6. Meletakan preparat............................................................................15
Gambar 7. Pengaturan makrometer untuk melihat objek lebih jelas ...................16
Gambar 8. Mikroskop Elektron ............................................................................17
Gambar 9. Perbedaan hasil pembesaran mikrokop cahaya dan mikroskop electron
............................................................................................................................. 18
Gambar 10. Sel dengan organelnya....................................................................19
Gambar 11. Membran sel ....................................................................................20
Gambar 12. Retikulum endoplasma ....................................................................21
Gambar 13. Struktur Ribosom .............................................................................22
Gambar 14. Mitokondria ......................................................................................23
Gambar 15. Lisosom ...........................................................................................24
Gambar 16. Badan Golgi .....................................................................................24
Gambar 17. Sentrosom .......................................................................................25
Gambar 18. Plastida/kloroplas.............................................................................26
Gambar 19. Nukleous..........................................................................................28
Gambar 20. Perbedaan sel prokariotik dan eukariotik (tumbuhan dan hewan)...29
Gambar 21. Teori Endosimbiosis ........................................................................31
Gambar 22. Peristiwa difusi.................................................................................33
Gambar 23. Peristiwa Osmosis ...........................................................................34
Gambar 24. Mekanisme Transpor Aktif ...............................................................35
Gambar 25. Mekanisme Eksositosis ...................................................................36
Gambar 26. Mekanisme Endositosis ...................................................................37
Gambar 27. Rangka hidrostatik pada cacing tanah.............................................39
Gambar 28. Eksoskeleton pada serangga ..........................................................39
Gambar 29. Endoskeleton pada hewan vertebrata .............................................40
Gambar 30. Kerangka aksial dan appendicular pada manusia ...........................41
viii
Gambar 31. Sistem Peredaran darah terbuka pada serangga............................ 44
Gambar 32. Sistem Peredaran darah tertutup .................................................... 45
Gambar 33. Jantung Manusia ............................................................................. 46
Gambar 34. Sistem Endokrin pada manusia....................................................... 49
Gambar 35. Sistem Saraf pada berbagai hewan ................................................ 53
Gambar 36. Sistem saraf Pusat dan system saraf tepi ....................................... 54
Gambar 37. Alat Indera pada Manusia ............................................................... 57
Gambar 38. Sistem Respirasi pada Manusia ...................................................... 62
Gambar 39. Sistem Imunitas pada Manusia ....................................................... 65
Gambar 40. Sistem Pencernaan pada Manusia.................................................. 68
Gambar 41. Sistem Ekskresi pada Manusia ....................................................... 76
Gambar 42. Sistem otot pada Manusia ............................................................... 79
Gambar 43. Penampang kulit.............................................................................. 83
Gambar 44. Sistem Reproduksi pada Manusia................................................... 88
Gambar 45. Pembelahan Amitosis...................................................................... 93
Gambar 46. Kromosom ....................................................................................... 94
Gambar 47. Tahapan pembelahan Mitosis ......................................................... 96
Gambar 48. Tahapan Interfase ........................................................................... 97
Gambar 49. Tahap Profase ................................................................................. 99
Gambar 50. Tahapan Metafase......................................................................... 100
Gambar 51. Tahapan Anafase .......................................................................... 101
Gambar 52. Tahapan Telofase ......................................................................... 102
Gambar 53. Tahapan Sitokinesis ...................................................................... 102
Gambar 54. Tahapan pembelahan Meiosis ...................................................... 104
Gambar 55. Tahapan Profase 1 ........................................................................ 105
Gambar 56. Struktur kromosom manusia.......................................................... 110
Gambar 57. Posisi Sentromer Kromosom......................................................... 111
Gambar 58. Struktur DNA ................................................................................. 111
Gambar 59. Pembastaran tanaman kacang kapri berbunga merah dengan kacang
kapri yang berbunga putih, akan menghasilkan turunan F2 dengan tanaman
kacang kapri berbunga merah 3 bagian, dan yang berbunga putih 1 bagian (3:1),
dilihat dari fenotip dan genotipnya..................................................................... 116
Gambar 60. Pembastaran tanaman kacang kapri berbunga merah dengan kacang
kapri berbunga putih, akan menghasilkan turunan F2 dengan tanaman kacang
ix
kapri berbunga merah 1 bagian, yang berbunga ros 2 bagian dan yang berbunga
putih 1 bagian atau dengan perbandingan = .....................................................116
Gambar 61. Pembastaran antara tanaman kacang kapri biji bulat-kuning dengan
tanaman kacang kapri biji kisut-hijau akan menghasilkan turunan F2 dengan
perbandingan 9:3:3:1.........................................................................................118
Gambar 62. Perbadingan sel darah normal dan sel darah sabit .......................121
Gambar 63. Anak Penderita Albino ...................................................................122
Gambar 64. Perbandiangan Anak Normal dengan Anak Akondroplasia...........124
Gambar 65. Kaki penderita polidaktili ................................................................125
Gambar 66. Wajah penderita Hipertrikosis........................................................127
Gambar 67. Kaki penderita webbed toes ..........................................................127
Gambar 68. Penderita Sindrom Down...............................................................128
Gambar 69. Penderita sindrom cri du dat..........................................................130
Gambar 70. Seleksi pedigree pada sapi............................................................132
Gambar 71. Keanekaragaman Belalang ...........................................................133
Gambar 72. Percobaan Aristoteles....................................................................134
Gambar 73. Percobaan Jan Baptist Van Helmont.............................................135
Gambar 74. Percobaan Needham.....................................................................135
Gambar 75. Percobaan Francisco Redi ............................................................137
Gambar 76. Percobaan Spallanzani..................................................................138
Gambar 77. Percobaan Louis Pasteur ..............................................................139
Gambar 78. Percobaan Miller – Urrey ...............................................................141
Gambar 79. Teori Oparin...................................................................................144
Gambar 80 Perbandingan Teori Lamarck dan Darwin ......................................146
Gambar 81. Evolusi dan bukan evolusi .............................................................149
Gambar 82. Mekanisme perubahan genetik karena mutasi ..............................150
Gambar 83. Mekanisme perubahan genetik karena migrasi .............................150
Gambar 84. Mekanisme perubahan genetik karena pergeseran genetik ..........151
Gambar 85. Mekanisme perubahan genetik karena seleksi alam.....................151
Gambar 86. Contoh Kunci Dikotomi pada Tumbuhan .......................................161
Gambar 87. Contoh Kunci Determinasi pada Tumbuhan ..................................162
Gambar 88. Tumbuhan Lumut...........................................................................166
Gambar 89. Metagenesis (pergiliran keturunan) pada tumbuhan lumut ...........167
Gambar 90. Klasifikasi Tumbuhan Lumut (Bryophyta) ......................................168
x
Gambar 91. Contoh lumut daun ........................................................................ 168
Gambar 92. Struktur morfologi hidup lumut daun atau moss (divisi Briofita) .... 169
Gambar 93. Siklus hidup lumut daun atau moss (divisi Briofita) ....................... 169
Gambar 94. Contoh lumut hati .......................................................................... 170
Gambar 95. Siklus hidup lumut hati (liverwort).................................................. 171
Gambar 96. Contoh lumut tanduk (Anthoceros sp) ........................................... 171
Gambar 97. Tumbuhan Paku ............................................................................ 172
Gambar 98. Metagenesis pada tumbuhan paku ............................................... 173
Gambar 99. Struktur Morfologi Tumbuhan Paku............................................... 174
Gambar 100. Psilotum....................................................................................... 174
Gambar 101. Contoh paku kawat...................................................................... 175
Gambar 102. Contoh paku ekor kuda (Equisetum debile) ................................ 175
Gambar 103. Siklus hidup tumbuhan paku ....................................................... 176
Gambar 104. Contoh tumbuhan paku sejati...................................................... 177
Gambar 105. Contoh Tumbuhan Gimnosperma ............................................... 178
Gambar 106. Siklus hidup pinus........................................................................ 179
Gambar 107. Struktur bunga ............................................................................. 181
Gambar 108. Jenis penyerbukan pada tumbuhan Angispermae ...................... 183
Gambar 109. Pembuhan Ganda pada Angiosperma ........................................ 184
Gambar 110. Siklus hidup Angiosperma ........................................................... 185
Gambar 111. Contoh tumbuhan monokotil........................................................ 186
Gambar 112. Contoh tumbuhan dikotil.............................................................. 187
Gambar 113. Contoh Kunci Dikotomi pada Hewan........................................... 187
Gambar 114. Pohon filogeni hewan .................................................................. 188
Gambar 115. Porifera ........................................................................................ 191
Gambar 116. Struktur tubuh Porifera ................................................................ 192
Gambar 117. Tipe Porifera berdasarkan sistem salurannya ............................. 193
Gambar 118. Serat rangka pada Porifera ......................................................... 193
Gambar 119. Contoh Porifera kelas Calcarea................................................... 194
Gambar 120. Contoh Porifera kelas Hexatinellida(Euplectella aspergillum) ..... 195
Gambar 121. Contoh Porifera kelas Demospongia........................................... 195
Gambar 122. Contoh hewan tipe Cnidaria ........................................................ 196
Gambar 123. Filogeni Cnidaria.......................................................................... 197
Gambar 124. Struktur tubuh Cnidaria ............................................................... 198
xi
Gambar 125. Hewan kelas Scypozoa ...............................................................200
Gambar 126. Hewan kelas Scypozoa ...............................................................200
Gambar 127. Hewan kelas Hydrozoa................................................................201
Gambar 128. Siklus hidup Hidrozoa ..................................................................201
Gambar 129. Struktur tubuh cacing pipih (Platyhelminthes) .............................203
Gambar 130. Struktur dan regenerasi pada Planaria ........................................205
Gambar 131. Siklus hidup Trematoda ...............................................................206
Gambar 132. Fluke darah (Schistosoma)..........................................................207
Gambar 133. Taenia..........................................................................................208
Gambar 134. Siklus hidup kelas cacing pita......................................................209
Gambar 135. Struktur tubuh cacing gilig (Nematoda) .......................................210
Gambar 136. Contoh cacing Nematoda ............................................................211
Gambar 137. Struktur tubuh bekicot..................................................................214
Gambar 138. Struktur tubuh cacing tanah.........................................................215
Gambar 139. Struktur tubuh belalang................................................................217
Gambar 140. Contoh hewan yang mengalami metamorfosis (a) metamorfosis tak
sempurna (b) metamorfosis sempurna..............................................................219
Gambar 141. Bintang laut..................................................................................224
Gambar 142. Bintang mengular.........................................................................225
Gambar 143. Bulu babi (b) dollar pasir..............................................................225
Gambar 144. Lili laut..........................................................................................226
Gambar 145. Ketimun laut.................................................................................227
Gambar 146. (a) Hagfish dan (b) lamprey .........................................................229
Gambar 147. Bunga dengan kupu-kupu............................................................237
Gambar 148. Tali putri dengan inangnya ..........................................................238
Gambar 149. Pola penyebaran populasi ...........................................................246
Gambar 150. Lingkungan ..................................................................................250
Gambar 151. Pencemaran pada Suatu Lingkungan .........................................252
Gambar 152. Eutrofikasi yang Terjadi di Indonesia...........................................254
Gambar 153. Kematian Ikan Secara Mendadak di Teluk Jakarta .....................255
Gambar 154. Magnifikasi biologis DDT dalam Suatu Rantai Makanan .............256
Gambar 155. Kerusakan Terumbu Karang Akibat Pemanasan Global .............257
Gambar 156. Permafrost ...................................................................................258
xii
DaftarTabel
xiii
Pendahuluan
A. Deskripsi Singkat
Dalam rangka memudahkan guru mempelajarinya bahan belajar mandiri calon
guru P3K, di dalam bahan belajar ini dimuat pada model kompetensi terkait yang
memuat target kompetensi guru dan indikator pencapaian kompetensi.
Bahan belajar mandiri bidang studi IPA(Biologi) berisi pembelajaran -
pembelajaran bagi calon guru P3K yang yang terdiri dari,
● Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup
● Pembelajaran 2. Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Ekologi
● Pembelajaran 3. Energi dalam Kehidupan
● Pembelajaran 4. Pendengaran, Penglihatan, dan Kelistrikan pada Manusia
dan Hewan
Bahan belajar mandiri ini memberikan pengamalan belajar bagi calon guru P3K
dalam memahami teori dan konsep dari pembelajaran dari setiap materi dan
substansi materi yang disajikan.
Komponen-komponen di dalam bahan belajar mandiri ini dikembangkan dengan
tujuan agar calon guru P3K dapat dengan mudah memahami teori dan konsep
bidang studiIPA, sekaligus mendorong guruuntuk mencapai kemampuan berpikir
tingkat tinggi.
Rangkuman pembelajaran selalu diberikan disetiap akhir pembelajaran yang
berfungsi untuk memudahkan dalam membaca,mengingat, dan memahami
materi-materi esensial.
B. Peta Kompetensi
Bahan belajar mandiri ini dikembangkan berdasarkan model kompetensi guru.
Kompetensi tersebut dapat dijabarkan menjadi beberapa indikator. Target
kompetensi menjadi patokan penguasaan kompetensi oleh guru P3K.
Kategori Penguasaan Pengetahuan Profesional yang terdapat pada dokumen
model kompetensi yang akan dicapai oleh guru P3K ini dapat dilihat pada Tabel 1.
IPA - Biologi | 1
Tabel 1 Target Kompetensi Guru P3K
KOMPETENSI INDIKATOR
1.1.1 Menganalisis struktur & alur pengetahuan untuk
Menganalisis struktur & alur pembelajaran
pengetahuan untuk 1.1.2 Menganalisis prasyarat untuk menguasai konsep
pembelajaran
dari suatu disiplin ilmu
1.1.3.Menjelaskan keterkaitan suatu konsep dengan
konsep yang lain
Untuk menterjemahkan model kompetensi guru, maka dijabarkanlah target
komptensi guru bidang studi yang terangkum dalam pembelajaran-pembelajaran
dan disajikan dalam bahan belajar mandiri bidang studi IPA. Kompetensi guru
bidang studi IPA dapat dilihat pada tabel 2 dibawah ini.
Tabel 2 Kompetensi Bahan Belajar Bidang Studi IPA Biologi
KOMPETENSI GURU INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup
Mampu menguasai teori dan aplikasi 1.1.1 Mengidentifikasi konsep-konsep IPA
materi pelajaran IPA yang mencakup: yang dapat dipadukan jika akan
(1) inkuiri IPA, keterpaduan konsep dan 1.1.2 melaksanakan pembelajaran tentang
proses dalam IPA, (2) materi dan 1.2.1 pengamatan sel dengan metode
interaksinya, (3) gerak, gaya, dan 1.2.2 praktikum.
tekanan, (4) energi, usaha, dan 1.2.3 Mengaitkan hubungan antara
pesawat sederhana, (5) gelombang dan struktur dan fungsi sel pada jaringan
optik serta aplikasinya dalam teknologi, tertentu.
(6) kelistrikan dan kemagnetan, (7) ciri, Mengaitkan hubungan antara
klasifikasi, sistem, struktur, fungsi struktur dan fungsi organ tersebut
mahluk hidup, zat aditif dan adiktif serta dalam mendukung sistem organ.
dampaknya terhadap kesehatan, (8) Memilih upaya untuk menjaga
interaksi antar mahluk hidup dan kesehatan dari penyakit tersebut.
lingkungan, (9) reproduksi, hereditas, Menganalisis materi esensial yang
evolusi (10) mikroorganisme dan sesuai dengan metode dan teknologi
bioteknologi, (11) tata surya, struktur yang digunakan sesuai dengan
bumi, perubahan iklim, dan mitigasi Kompetensi Dasar (KD) pada materi
bencana, termasuk advanced materials sistem organ.
dalam IPA secara bermakna yang
2 | IPA - Biologi
dapat menjelaskan aspek “apa” 1.3.1 Memprediksi perbandingan fenotif
(konten), “mengapa” (filosofi), dan 1.3.2 pada F2 pada contoh kasus
“bagaimana” (penerapan) dalam 1.3.3 pewarisan sifat tertentu dari induk
kehidupan sehari-hari 1.4.1 kepada keturunannya.
1.4.2 Menganalisis mekanisme munculnya
kelainan genetik pada manusia.
Merumuskan alat evaluasi yang
relevan dengan indikator
pembelajaran Kompetensi Dasar
(KD) materi hereditas.
Menentukan alasan kasus tersebut
pada salah satu teori asal usul
kehidupan berdasarkan contoh
kasus tentang asal usul kehidupan.
Menarik kesimpulan terhadap fakta
sebagai bukti adanya evolusi
berdasarkan teori Darwin.
Pembelajaran 2.Keanekaragaman Makhluk Hidup dan Ekologi
Mampu menganalisis interaksi antar 2.1.1 Mengkorelasikan adaptasi struktural,
mahluk hidup dan lingkungan kimiawi dan reproduksi dengan fakta
asal mula tumbuhan.
2.1.2 Mengkategorikan jenis tumbuhan
dengan menggunakan kunci
dikotomi dan kunci determinasi.
2.1.3 Membandingkan karakteristik pada
2.1.4 tumbuhan nonvaskuler, tumbuhan
vaskuler tak berbiji dan tumbuhan
berbiji.
Menafsirkan tipe reproduksi pada
tumbuhan nonvaskuler, tumbuhan
vaskuler tak berbiji dan tumbuhan
berbiji.
IPA - Biologi | 3
2.1.5 Menelaah objek permasalahan
biologi berdasarkan kasus penelitian
2.2.1 di tumbuhan pada salah satu tingkat
2.2.2 organisasi kehidupan.
2.2.3 Mendeskripsikan gambaran umum
2.2.4 tentang filogeni dan
2.2.5 keanekaragaman hewan.
Mengkategorikan jenis hewan
2.3.1 dengan menggunakan kunci
2.3.2 dikotomi dan kunci determinasi.
2.4.1 Membandingkan karakteristik pada
2.4.2 hewan invertebrata dan vertebrata.
Menafsirkan tipe reproduksi pada
2.4.3 hewan invertebrata dan vertebrata.
Menelaah objek permasalahan
biologi berdasarkan kasus penelitian
terhadaphewan pada salah satu
tingkat organisasi kehidupan.
Mengkategorikan jenis-jenis
simbiosis sebagai bentuk interaksi
antar makhluk hidup.
Mengkorelasikan hubungan antara
populasi makhluk hidup dengan
kebutuhan hidupnya.
Menganalisis penyebab terjadinya
pencemaran lingkungan berdasarkan
dampak yang ditimbulkannya.
Menganalisis peran mikroorganisme
dalam menjaga kesuburan tanah
berdasarkan sifat fisika atau
kimianya.
Menemukan berbagai alternatif
strategi atau solusi yang paling tepat
untuk mengatasi permasalahan
pencemaran lingkungan.
4 | IPA - Biologi
Pembelajaran 3. Energi dalam Kehidupan
Mampu menguasai teori dan aplikasi 3.1.1 Menganalisis perubahan energi
materi pelajaran IPA yang mencakup: 3.1.2 dalam sel.
(1) inkuiri IPA, keterpaduan konsep dan 3.1.3 Menganalisis proses metabolisme
proses dalam IPA, (2) materi dan 3.2.1 dalam sel.
interaksinya, (3) gerak, gaya, dan 3.3.1 Menganalisis transformasi energi
tekanan, (4) energi, usaha, dan pada proses biologis makhluk hidup.
pesawat sederhana, (5) gelombang dan 3.3.2 Menganalisis sistem gerak manusia.
optik serta aplikasinya dalam teknologi, 3.3.3 Menganalisis mekanisme
(6) kelistrikan dan kemagnetan, (7) ciri, 3.4.1 pengangkutan air dan nutrisi pada
klasifikasi, sistem, struktur, fungsi tumbuhan.
mahluk hidup, zat aditif dan adiktif serta 3.4.2 Menganalisis proses peredaran
dampaknya terhadap kesehatan, (8) 3.4.3 darah pada manusia.
interaksi antar mahluk hidup dan Menganalisis proses pernapasan
lingkungan, (9) reproduksi, hereditas, pada manusia.
evolusi (10) mikroorganisme dan Menganalisis mekanisme
bioteknologi, (11) tata surya, struktur pengaturan suhu tubuh pada
bumi, perubahan iklim, dan mitigasi manusia.
bencana, termasuk advanced materials Menganalisis mekanisme
dalam IPA secara bermakna yang pengaturan suhu tubuh pada hewan.
dapat menjelaskan aspek “apa” Menganalisis mekanisme
(konten), “mengapa” (filosofi), dan pengaturan suhu tubuh pada
“bagaimana” (penerapan) dalam tumbuhan.
kehidupan sehari-hari
Pembelajaran 4. Pendengaran, Penglihatan, dan Kelistrikan pada Manusia dan Hewan
Mampu menguasai teori dan aplikasi 4.1.1 Menganalisis mekanisme
materi pelajaran IPA yang mencakup: 4.1.2 pendengaran pada manusia.
(1) inkuiri IPA, keterpaduan konsep dan 4.2.1 Menganalisis mekanisme
proses dalam IPA, (2) materi dan 4.2.2 pendengaran pada hewan.
interaksinya, (3) gerak, gaya, dan Menganalisis mekanisme
tekanan, (4) energi, usaha, dan penglihatan pada manusia.
pesawat sederhana, (5) gelombang dan Menganalisis mekanisme
optik serta aplikasinya dalam teknologi, penglihatan pada hewan.
(6) kelistrikan dan kemagnetan, (7) ciri,
IPA - Biologi | 5
klasifikasi, sistem, struktur, fungsi 4.3.1 Menganalisis kelistrikan pada sel
mahluk hidup, zat aditif dan adiktif serta 4.3.2 saraf.
dampaknya terhadap kesehatan, (8) Menjelaskan medan magnet pada
interaksi antar mahluk hidup dan navigasi hewan saat migrasi.
lingkungan, (9) reproduksi, hereditas,
evolusi (10) mikroorganisme dan
bioteknologi, (11) tata surya, struktur
bumi, perubahan iklim, dan mitigasi
bencana, termasuk advanced materials
dalam IPA secara bermakna yang
dapat menjelaskan aspek “apa”
(konten), “mengapa” (filosofi), dan
“bagaimana” (penerapan) dalam
kehidupan sehari-hari
6 | IPA - Biologi
C. Ruang Lingkup
Ruang lingkup materi pada bahan belajar mandiri calon guru P3K ini disusun
dalam dua bagian besar, bagian pertama adalah pendahuluan dan bagian
berikutnya adalah pembelajaran–pembelajaran.
Bagian Pendahuluan berisi deskripsi singkat, Peta Kompetensi yang diharapkan
dicapai setelah pembelajaran, Ruang Lingkup, dan Petunjuk Belajar. Bagian
Pembelajaran terdiri dari empat bagian, yaitu bagian Kompetensi, Indikator
Pencapaian Kompetensi, Uraian Materi, dan Rangkuman. Bahan belajar mandiri
diakhiri dengan Penutup, Daftar Pustaka, dan Lampiran.
Rincian materi pada bahan belajar mandiri bagi calon guru P3K adalah substansi
materi esensial terkait Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup; Keanekaragaman
Makhluk Hidup dan Ekologi; Energi dalam Kehidupan; serta Pendengaran,
Penglihatan, dan Kelistrikan pada Manusia dan Hewan.
D. Petunjuk Belajar
Secara umum, cara penggunaan bahan belajar mandiri bagi calon guru P3K pada
setiap Pembelajaran disesuaikan dengan skenario setiap penyajian susbstansi
materi bidang studi. Bahan belajar mandiri ini dapat digunakan dalam kegiatan
peningkatan komptensi guru bidang studi, baik melalui moda mandiri maupun
moda daring yang menggunakan konsep pembelajaran bersama dalam komunitas
pembelajaran secara daring.
Gambar 1. Alur Pembelajaran Bahan Belajar Mandiri
IPA - Biologi | 7
Berdasarkan Gambar 1. dapat dilihat bahwa akses ke bahan belajar mandiri dapat
melalui SIMPB, dimana bahan belajar mandiri akan didapat secara mudah dan
dipelajari secara mandiri oleh calon Guru P3K. Bahan belajar mandiri dapat di
unduh dan dipelajari secara mandiri, sistem LMS akan memberikan perangkat ajar
lainnya dan latihan-latihan soal yang memungkinkan guru untuk berlatih.
Sistem dikembangkan secara sederhana, mudah, dan ringan sehingga user
friendly dengan memanfaatkan komunitas pembelajaran secara daring, sehingga
segala permasalahan yang muncul dalam proses pembelajaran mandiri dapat di
selesaikan secara komunitas, karena konsep dari bahan belajar ini tidak ada
pendampingan Narasumber / Instruktur / Fasilitator sehingga komunitas
pembelajaran menjadi hal yang sangat membantu guru
8 | IPA - Biologi
Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan
KelangsunganHidup
Sumber. Modul Pendidikan Profesi Guru
Modul 2. Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup
Penulis. Ikmanda Nugraha
A. Kompetensi
Penjabaran model kompetensi yang selanjutnya dikembangkan pada kompetensi
guru bidang studi yang lebih spesifik pada pembelajaran 1. Sel, Organ, dan
Kelangsungan Hidup, ada beberapa kompetensi guru bidang studi yang akan
dicapai pada pembelajaran ini, kompetensi yang akan dicapai pada pembelajaran
ini adalah calon guru P3K mampumenguasai teori dan aplikasi materi pelajaran
IPA yang mencakup: (1) inkuiri IPA, keterpaduan konsep dan proses dalam IPA,
(2) materi dan interaksinya, (3) gerak, gaya, dan tekanan, (4) energi, usaha, dan
pesawat sederhana, (5) gelombang dan optik serta aplikasinya dalam teknologi,
(6) kelistrikan dan kemagnetan, (7) ciri, klasifikasi, sistem, struktur, fungsi mahluk
hidup, zat aditif dan adiktif serta dampaknya terhadap kesehatan, (8) interaksi
antar mahluk hidup dan lingkungan, (9) reproduksi, hereditas, evolusi (10)
mikroorganisme dan bioteknologi, (11) tata surya, struktur bumi, perubahan iklim,
dan mitigasi bencana, termasuk advanced materials dalam IPA secara bermakna
yang dapat menjelaskan aspek “apa” (konten), “mengapa” (filosofi), dan
“bagaimana” (penerapan) dalam kehidupan sehari-hari.
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
Dalam rangka mencapai komptensi guru bidang studi, maka dikembangkanlah
indikator - indikator yang sesuai dengan tuntutan kompetensi guru bidang studi.
Indikator pencapaian komptensi yang akan dicapai dalam pembelajaran 1. Sel,
Organ, dan Kelangsungan Hidup adalah sebagai berikut.
1.1.1 Mengidentifikasi konsep-konsep IPA yang dapat dipadukan jika
akanmelaksanakan pembelajaran tentang pengamatan sel dengan metode
praktikum.
IPA - Biologi | 9
1.1.2 Mengaitkan hubungan antara struktur dan fungsi sel pada jaringan tertentu.
1.2.1 Mengaitkan hubungan antara struktur dan fungsi organ tersebut dalam
mendukung sistem organ.
1.2.2 Memilih upaya untuk menjaga kesehatan dari penyakit tersebut.
1.2.3 Menganalisis materi esensial yang sesuai dengan metode dan teknologi
yang digunakan sesuai dengan Kompetensi Dasar (KD) pada materi sistem
organ.
1.3.1 Memprediksi perbandingan fenotif pada F2 pada contoh kasus pewarisan
sifat tertentu dari induk kepada keturunannya.
1.3.2 Menganalisis mekanisme munculnya kelainan genetik pada manusia.
1.3.3 Merumuskan alat evaluasi yang relevan dengan indikator pembelajaran
Kompetensi Dasar (KD) materi hereditas.
1.4.1 Menentukan alasan kasus tersebut pada salah satu teori asal usul kehidupan
berdasarkan contoh kasus tentang asal usul kehidupan.
1.4.2 Menarik kesimpulan terhadap fakta sebagai bukti adanya evolusi
berdasarkan teori Darwin.
C. Uraian Materi
1. Struktur dan Fungsi Sel
● Mikroskop
Mikroskop merupakan suatu alat yang digunakan untuk meneliti objek-objek yang
ukurannya sangat kecil (disebut mikroskopis), seperti sel misalnya. Ilmuwan
Belanda bernama Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) merancang sebuah
mikroskop kecil berlensa tunggal (Gambar 1.1). Mikroskop itu digunakan untuk
mengamati air rendaman jerami. Ia menemukan organisme yang bergerak-gerak
di dalam air, yang kemudian disebut Protozoa. Antonie van Leeuwenhoek
merupakan orang pertama yang menemukan sel hidup. Ada dua jenis mikroskop
yang umum digunakan saat ini yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.
10 | IPA - Biologi
Gambar 2. Mikroskop Antonie van Leeuwenhoek
Sumber: https://micro.magnet.fsu.edu
a. Mikroskop Cahaya
Jenis mikroskop ini merupakan mikroskop yang memanfaatkan cahaya sebagai
sumber energi. Mikroskop cahaya contohnya adalah yang sering digunakan di
sekolah. Sumber cahaya yang digunakan biasanya dari cahaya matahari, bisa
juga dari cahaya lampu dengan sumber listrik. Benda dapat diperbesar dengan 40
kali, 100 kali, 400 kali, bahkan 1000 kali dengan bantuan mikroskop cahaya. Ilmu
yang mempelajari tentang benda kecil yang diamati dengan mikroskop disebut
mikroskopi.
b. Bagian-Bagian Mikroskop Cahaya
Bagian mikroskop (Gambar. 1.2) dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian optik dan
bagian mekanik.
Gambar 3. Mikroskop Cahaya
Sumber: https://www.berpendidikan.com
IPA - Biologi | 11
c. Bagian Optik
1) Lensa Okuler
Lensa okuler yaitu ada di ujung paling atas, digunakan untuk melihat objek melalui
lensa. Lensa okuler berfungsi memperbesar bayangan dengan perbesaran 6 kali,
10 kali, atau 12 kali.
2) Lensa Objektif
Lensa objektif yaitu lensa yang paling dekat dengan objek. Terdapat tiga lensa
objektif dengan perbesaran 10 kali, 40 kali, 100 kali atau juga ada yang 1000 kali
pada jenis mikroskop terbaru. Saat menggunakan lensa objektif, perlu diberi
minyak pelumas karena benda atau objek pada pembesaran 100 kali bisa sampai
menempel atau bersentuhan dengan lensa. Untuk memperjelas gambaran benda,
maka diberikanlah minyak pelumas atau minyak emersi.
3) Kondensor
Kondensor merupakan bagian yang bisa diputar naik turun berfungsi untuk
memusatkan objek atau benda serta memperjelas cahaya yang dipantulkan oleh
cermin.
4) Diafragma
Benda atau objek mikro biasanya diletakkan pada preparat atau lempengan kaca
yang di jepitkan pada tatakan bawah lensa. Diafragma berfungsi mengatur
seberapa banyak cahaya yang digunakan untuk melihat objek pada preparat.
5) Cermin
Cermin berada pada posisi bawah berbentuk bulat dan berfungsi menerima dan
memantulkan cahaya ke arah preparat agar objek yang sedang diamati bisa
terlihat jelas. Cermin bisa diarahkan ke segala arah untuk mendapatkan
pencahayaan yang cukup terang.
12 | IPA - Biologi
d. Bagian Mekanik
1) Revolver
Revolver merupakan bagian yang digunakan untuk mengatur seberapa banyak
perbesaran lensa yang diinginkan. Revolver bisa diatur dengan memutarnya
sesuai dengan perbesaran yang tertera atau tertulis.
2) Tabung Mikroskop
Tabung mikroskop ini yang berbentuk panjang karena merupakan penghubung
antara lensa objektif dan lensa okuler pada mikroskop.
3) Lengan Mikroskop
Lengan mikroskop merupakan tempat pegangan untuk pengamat. Lengan
mikroskop ini untuk memberi kenyamanan bagi pengamat saat menggunakan
mikroskop.
4) Meja Benda
Meja benda merupakan tatakan tempat objek atau preparat diletakkan. Pada meja
tersebut terdapat penjepit di kanan dan kiri meja benda yang berfungsi untuk
menjaga agar preparat tidak bergeser.
5) Makrometer
Makrometer merupakan bagian untuk menaikkan atau menurunkan tabung
mikroskop secara cepat dengan tujuan memperjelas gambaran pada objek.
6) Mikrometer
Makrometer merupakan bagian untuk menaikkan atau menurunkan tabung
mikroskop secara lambat dengan tujuan memperjelas gambaran pada objek.
7) Kaki Mikroskop
Kaki mikroskop merupakan bagian dasar yang menopang mikroskop secara
keseluruhan, dan juga penyangga saat mikroskop akan dipindahkan. Pada
umumnya kaki mikroskop ini berbentuk persegi empat.
IPA - Biologi | 13
8) Sendi Inklinasi
Pengatur sudut atau tegaknya mikroskop sesuai dengan kenyamanan pengamat.
Sendi inklinasi ini bisa ditegakkan atau dibungkukkan tergantung kenyamanan
pengamat dan disesuaikan dengan arah lensa okulernya.
e. Cara Penggunaan Mikroskop
Ketika ingin mengangkat atau memindahkan mikroskop, peganglah lengan
mikroskop dengan satu tangan dan tangan yang lain menopang bagian bawah
mikroskop (Gambar 1.3). Letakkan di tempat yang dekat dengan sumber cahaya.
Pasanglah lensa okuler dan hadapkan tepat dengan kenyamanan Anda.
Gambar 4. Cara membawa mikroskop
Sumber: http://www.csun.edu
Untuk mendapatkan penglihatan yang baik, Anda bisa memperkecil gambaran
lensa yang searah antara lensa objektif dan lensa okuler. Dapatkan gambaran
objek dengan perbesaran paling kecil terlebih dahulu untuk menilai kualitas
gambaran objek secara keseluruhan. Baru perbesarlah sedikit demi sedikit dan
sesuaikan agar terlihat lebih jelas (5).
14 | IPA - Biologi
Gambar 5. Melihat objek dengan pembesaran paling kecil
Sumber: https://www.wikihow.com
Putar-putar cermin untuk mendapatkan pencahayaan yang cerah. Lihatlah melalui
lensa okuler apakah medan atau area pengamatan sudah tampak terang atau
belum. Jika sangat terang maka area pengamatan akan tampak putih, dan tampak
suram ketika cahaya yang didapatkan kurang. Pastikan Anda mendapatkan
cahaya yang baik agar tidak mempengaruhi hasil pengamatan. Cahaya yang
digunakan bisa pantulan dari cahaya matahari atau cahaya lampu, namun
biasanya cahaya matahari lebih cerah dan membuat objek lebih jelas.
Letakkan preparat objek yang akan diamati di meja benda dan jepitlah sisi kiri dan
kanannya agar tidak bergeser (Gambar 1.5). Lakukan secara tepat sehingga
cahaya bisa menembus kaca benda dan tampak objek terlihat dengan jelas.
Gambar 6. Meletakan preparat
Sumber: https://www.wikihow.com
IPA - Biologi | 15
Dua cara untuk mencari fokus objek :
(1) Perbesaran lemas : lensa okuler disetel pada perbesaran 5 kali dan lensa
objektif 10 kali, hal ini menyatakan bahwa preparat diamati pada perbesaran 50
kali. Anda juga bisa memutar mutar makrometer untuk mendapatkan gambaran
objek yang jelas.
(2) Perbesaran kuat : lensa okuler dengan perbesaran 12,5 ditambah lensa objektif
60 kali memiliki arti bahwa pengamatan yang dilakukan dengan perbesaran 750
kali. Perbesaran ini sangat besar sehingga lensa bisa mendekat atau
menyentuh preparat. Sehingga, preparat terlebih dahulu perlu ditutup dengan
kaca penutup lalu kondensor dinaikkan sampai menyentuh kaca. Kaca pelapis
ini berfungsi agar preparat tidak rusak karena bersentuhan dengan lensa
mikroskop. Kemudian, Diafragma dibuka selebar-lebarnya dan lensa objektif
diturunkan sampai menyentuh kaca preparat. Untuk mendapatkan gambaran
yang jelas, putar-putar makrometer sampai terlihat objek dengan jelas
(Gambar 1.6).
Gambar 7. Pengaturan makrometer untuk melihat objek lebih jelas
Sumber:https://www.wikihow.com
Setelah selesai menggunakan, bersihkan mikroskop sebelum disimpan dengan
xylol. Simpan mikroskop di tempat yang kering dan bersih.
f. Mikroskop Elektron
Mikroskop elektron memanfaatkan elektron sebagai sumber energi. Jenis
mikroskop ini menggunakan magnet sebagai pengganti lensa. Mikroskop elektron
16 | IPA - Biologi
lebih unggul daripada mikroskop cahaya dalam hal memperbesar objek bisa
hingga jutaan kali (Gambar 1.7).
Gambar 8. Mikroskop Elektron
Sumber: Inquiry into Life, Mader, S (1982)
Mikroskop elektron ada dua macam, yaitu mikroskop elektron skaning (SEM :
Scanning Electron Microscope) dan mikroskop elektron transmisi (TEM :
Transmission Electron Microscope). Mikroskop elektron skaning digunakan untuk
mengamati secara detail permukaan sel, sedangkan mikroskop elektron transmisi
digunakan untuk mengamati struktur internal sel. Perhatikan hasil pengamatan
suatu objek menggunakan tiga jenis mikroskop yang berbeda (Gambar 1.8).
Jenis mikroskop ini jarang digunakan sebagai alat pembelajaran di sekolah
sehingga jarang ditemui. Mikroskop semacam ini mungkin digunakan oleh para
peneliti profesional untuk mendapatkan gambaran objek yang jelas hingga jutaan
kali lipat pembesaran.
IPA - Biologi | 17
Gambar 9. Perbedaan hasil pembesaran mikrokop cahaya dan mikroskop electron
Sumber: Inquiry into Life, Mader, S (1982)
● Organisasi Sel
Unit satuan terkecil dari kehidupan ialah sel. Secara umum, sel dapat diartikan
sebagai unit struktural dan fungsional mahluk hidup. Setiap sel memiliki membran
plasma, nukleus, dan sitoplasma. Membran plasma yang mengelilingi sel menjaga
sel tetap utuh dan mengatur apa yang masuk dan keluar dari sel. Membran plasma
adalah fosfolipid bilayer yangbersifat semipermeabel karena memungkinkan
molekul tertentu masuk ke sel. Protein dalam membran plasma memainkan peran
penting dalam memungkinkan zat untuk memasuki sel.
Nukleus adalah struktur besar, berlokasi sentral di tengah sel dan sering dapat
dilihat dengan bantuan mikroskop cahaya. Inti nukleus mengandung kromosom
dan merupakan pusat kendali sel. Inti mengontrol fungsi metabolisme dan
karakteristik struktural sel. Nukleolus adalah wilayah di dalam nukleus. Sitoplasma
adalah bagian dari sel antara nukleus dan membran plasma. Matriks sitoplasma
adalah media semifluid yang mengandung air dan berbagai jenis molekul yang
tersuspensi atau terlarut dalam medium. Kehadiran protein dalam sitoplasma
menjadikan sifat semifluid dari matriksnya.
Sitoplasma mengandung berbagai organel (Gambar 1.9). Organel berukuran
kecil, biasanya memiliki membran yang paling bagus dilihat dengan mikroskop
18 | IPA - Biologi
elektron. Setiap jenis organel memiliki fungsi tertentu. Sebagai contoh, satu jenis
organel mengangkut zat, dan jenis lain menghasilkan ATP untuk sel. Karena
organel terdiri atas membran, kita dapat mengatakan bahwa membran membentuk
sel, menjaga berbagai aktivitas seluler terpisah satu sama lain. Sama seperti
kamar-kamar di rumah Anda yang memiliki perabot khusus yang melayani tujuan
tertentu, organel memiliki struktur yang sesuai dengan fungsinya.
Gambar 10. Sel dengan organelnya
Sumber: www.generasibiologi.com
Sel juga memiliki sitoskeleton, jaringan filamen yang saling berhubungan dan
mikrotubulus di sitoplasma. Nama sitoskeleton adalah cocok dengan sel karena
memungkinkan kita untuk membandingkan sitoskeleton ke tulang dan otot kita.
Tulang dan otot memberi kita struktur dan menghasilkan gerakan. Demikian pula,
unsur-unsur sitoskeleton mempertahankan bentuk sel dan memungkinkan sel dan
isinya untuk bergerak. Beberapa sel bergerak dengan menggunakan silia dan
flagela, yang terdiri dari mikrotubulus.
2. Membran, Inti dan Organel Sel
Membran Sel (Plasmalemma atau Selaput Plasma)
Membran sel merupakan membran sel atau selaput yang letaknya paling luar yang
terbentuk dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan protein dan lemak) dengan
perbandingan 50:50. Lipid penyusun membran yaitu pospolid. Protein yang ada di
IPA - Biologi | 19
permukaan luar dan dalam disebut protein instriksik yang mempunyai sifat
hidrofilik (larut dalam air) dan yang ada dan menembus kedua lapis lipid disebut
protein instriksi yang mempunyai sifat hidrofobik (tidak larut dalam air). Oleh
karenanya membran sel bersifat Selektif Permeabel (Semi Permeabel) yang
artinya hanya bisa dilewati oleh molekul tertentu saja (Gambar. 1.10).
Gambar 11. Membran sel
Sumber: Inquiry into Life, Mader, S (2015)
Khusus sel tumbuhan, selain selaput plasma terdapat satu struktur yang letaknya
diluar selaput plasma yaitu Dinding Sel. Dinding sel tersusun dari dua lapisan
senyawa Selulosa. Diantara kedua lapisan selulosa terdapat ronggayang
dinamakan Lamel Tengah (Middle Lamel) yang bisa terisi oleh zat penguat
(contoh: chitine, pektin, suberine, lignin). Pada sel tumbuhan terkadang juga
terdapat celah yang disebut Noktah atau pit. Di noktah/pit ini sering dijumpai
penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang mempunyai fungsi hampir
sama dengan fungsi saraf pada hewan.
a. Sitoplasma
Bagian cair dalam sel disebut dengan Sitoplasma yang ada dalam dua bentuk yaitu
Fase Sol (padat) dan Fase Gel (cair) dan khusus cairan yang berada di dalam inti
sel disebut Nukleoplasma. Sitoplasma disusun oleh 90% air dimana air menjadi
penyusun utamanya, dan berfungsi melarutkan zat-zat kimia dan tempat reaksi
kimia sel.
Matriks sitoplasma atau bahan dasar sitoplasma disebut sitosol. Sitoplasma dapat
berubah dari fase sol ke gel dan sebaliknya. Matriks sitoplasma tersusun atas
20 | IPA - Biologi
oksigen 62%, karbon 20%, hidrogen 10%, dan nitrogen 3% yang tersusun dalam
senyawa organik dan anorganik. Unsur-unsur lain adalah: Ca 2,5%; P 1,14%; Cl
0,16%; S 0,14%; K 0,11%; Na 0,10%; Mg 0,07%; I 0,014%; Fe 0,10%; dan unsur-
unsur lain dalam jumlah yang sangat kecil.
b. Organel Sel
Organel sel merupakan benda-benda solid yang ada di dalam sitoplasma dan
menjalankan fungsi kehidupan (bersifat hidup).
1) Retikulum Endoplasma (RE)
Retikulum Endoplasma merupakan organel yang berupa sistem membran berlipat-
lipat menghubungkan membran sel dengan membran inti berbentuk seperti
benang-benang jala. Ikut berperan juga dalam proses transpor zat intra sel. Ada
dua macam Retikulum Endoplasma yaitu RE Kasar dan RE Halus. Struktur
Retikulum Endoplasma hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron. RE Halus
memiliki fungsi sebagai transpor atau pengangkut sintesis lemak dan steroit,
tempat menyimpanfospolipid, glikolipid, dan steroid, melaksanakan detoksifikasi
drug dan racun. Sedangkan Fungsi RE Kasar alah untuk transpor atau pengangkut
sintetis protein, terdapat juga di ribosom (Gambar 1.11).
Gambar 12. Retikulum endoplasma
Sumber: Biology, Raven dan Johnson
2) Ribosom (Ergastoplasma)
IPA - Biologi | 21
Ribosom merupakan organel pensintensis protein. Ribosom kerap menempel satu
sama lain dan membentuk rantai yang sering disebut polisom atau pololiribosom.
Struktur ribosom berbentuk bulat bundar terdiri dari dua partikel besar dan kecil,
ada yang soliter dan ada yang melekat sepanjang R.E (Gambar 1.12). Ribosom
adalah organel sel terkecil yang tersuspensi dalam sel. Antara satu ribosom
dengan yang lainnya diikat oleh mRNA. Menurut kecepatan sedimentasi
dibedakan menjadi ribolom sub unit kecil (40s) dan ribosom sub unit besar (60s).
Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein dan contoh
organel tidak bermembran. Oleh penyusun utamanya yaitu asam ribonukleat dan
berada bebas di dalam sitoplasma ataupun melekat pada RE.
Gambar 13. Struktur Ribosom
Sumber: Biology, Raven dan Johnson
3) Mitokondria (The Power House)
Di dalam biologi Mitokondria diberi julukan The Power House karena merupakan
organel yang mempunyai fungsi sebagai tempat respirasi aerob untuk
pembentukan ATP sebagai sumber energi sel. Mitokondria memiliki dua lapisan
membran yaitu membran dalam dan membran luar.Membran dalam membentuk
tonjolan-tonjolan ke arah dalam (membran krista). Krista mempunyai fungsi
memperluas permukaan agar proses pengikatan oksigen dalam respirasi sel
berlangsung semakin efektif (Gambar 1.13). Terdapat Matrik Mitokondria yang
terletak diantara membran krista dan banyak mengandung enzim pernafasan atau
sitokrom, protein, DNA dan ribosom yang memungkinkan sintesis enzim-enzim
respirasi secara otonom. Untuk melintasi membran mitokondria memerlukan
22 | IPA - Biologi
mekanisme transpor aktif. Mastrik Mitokondria berfungsi sebagai tempat
berlangsungnya respirasi untuk menghasilkan energi.
Gambar 14. Mitokondria
Sumber: Campbell biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).
4) Lisosom
Lisosom dihasilkan oleh aparatus golgi yang penuh dengan protein. Berbentuk
kantong-lantong kecil (Gambar 1.14) dan menghasilkan enzim-enzim hidrolitik
seperti fosfatase, lipase, dan proteolitik. Enzim hidrolitik mempunyai fungsi untuk
mencerna makanan yang masuk ke dalam sel secara fagositosis.
Lisosom menghasilkan zat kekebalan sehingga banyak ditemui pada sel darah
putih, bersifat autofagi, autolisis, dan menghancurkan makanan secara
edsosistosis. Fungsi organel sel lisosom ini ialah sebagai penghasil dan
penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satunya yaitu Lisozym. Ada dua
macam lisosom yaitu lisosom primer dan sekunder, lisosom primer memproduksi
enzim yang belum aktif. Berfungsi sebagai vakuola makanan. Lisosom sekunder
adalah lisosom yang terlibat dalam kegiatan mencerna, berfungsi sebagai
autofagosom.
IPA - Biologi | 23
Gambar 15. Lisosom
Sumber: Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). Campbell biology.
5) Badan Golgi (Aparatus Golgi = Diktiosom)
Badan Golgi terdiri dari kumpulan vesikel pipih yang mempunyai bentuk berkelok-
kelok (sisternae) atau berbentuk seperti kantong pipih (Gambar 1.15). Badan golgi
yang ada di dalam sel tumbuhan disebut diktiosom, dimana kebanyakan berada di
dekat membran sel. Di dalam badan golgi terdapat banyak enzim pencernaan
yang belum aktif, seperti koenzim dan zimogen. Dihasilkan juga lendir yang
disebut musin, badan golgi juga dapat membentuk lisosom. Badan golgi bisa
bergerak mendekati membran sel untuk mensekresikan isinya ke luar sel, karena
ini disebut juga organ sekresi.
Organel sel ini dihubungkan dengan fungsi ekskreasi sel, dan struktur nya dapat
dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Badan golgi banyak ditemui
di organ tubuh yang melaksanakan fungsi eksresi atau sel-sel penyusun kelenjar
seperti ginjal.
Gambar 16. Badan Golgi
Sumber : www.generasibiologi.com
24 | IPA - Biologi
6) Sentrosom (Sentriol)
Hal yang sangat penting yaitu sentrosom hanya bisa ditemukan pada sel hewan.
Sentrosom disaat reproduksi sel akan membelah menjadi sentriol. Struktur
sentrosom berbentuk bintang dengan fungsi untuk pembelahan sel (Meiosis
maupun Mitosis). Sentriol berbentuk layaknya tabung dan tersusun oleh
mikrotubulus yang terdiri 9 triplet, terletak disalah satu kutub inti sel (Gambar
1.16). Sentriol berperan dalam kegiatan pembelahan sel dengan membentuk
benang spindel. Benang ini yang menarik kromosom menuju ke kutub sel
berlawanan.
Gambar 17. Sentrosom
Sumber: Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).
7) Plastida
Plastida ialah organel yang umumnya berisi pigmen (Gambar 1.17). Plastida yang
berisi pigmen klorofil disebut kloroplas, fungsinya yaitu sebagai organel utama
dalam proses fotosintesis. Kroloplas berasal dari proplastida, proplastida
berukuran lebih kecil dari kloroplas dimana terdapat sedikit bahkan tanpa
membran internal. Kloroplas terbungkus membran ganda, membran yang
berperang mengatur keluar masuk senyawa atau ion ke dandari dalam kloroplas.
Di membran internal kloroplas ada pigmen fotosintesis yang banyak ditemui di
permukaan luar membran internal yang disebut thilakoid. Sedangkan plastida yang
berisi pigmen selain klorofil (contoh: fikoerithin, xantofil, karoten) disebut dengan
Kromoplas. Plastida yang tidak mempunyai warna (tidak berwarna) disebut
leukoplas.
IPA - Biologi | 25
Gambar 18. Plastida/kloroplas
Sumber: Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).
Ada macam-macam leukoplas berdasarkan bahan yang dikandungnyam yaitu
elaioplas (lipoplas) berisi lemak, amiloplas berisi amilum, dan proteoplas berisi
protein. Yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Tiga jenis plastisida,
yaitu:
a) Lekoplas yaitu plastida berwarna putih yang berfungsi sebagai tempat
menyimpan makanan. terdiri dari: Amiloplas: tempat menyimpan amilum;
Elaioplas (Lipidoplas): tempat menyimpan lemak/minyak; dan Proteoplas:
tempat menyimpan protein.
b) Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau yang berfungsi menghasilkan klorofil
dan tempat berlangsungnya fotosintesis
c) Klomoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya: Fikodanin
(biru), Fikosantin (kuning), Karotin (kuning) dan Fikoeritrin (merah)
8) Vakuola (Rongga Sel)
Vakuola tidak dimasukan dalam organel sel oleh beberapa ahli, benda ini bisa
dilihat melalui mikroskop cahaya biasa. Vakuola berisi garam-garam organik, tanin
(zat penyamak), glikosida, minyak eteris, enzime, alkaloid, dan butir-butir pati.
Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas. Pada
beberapa spesies terdapat vakuola kontraktil dan vakuola nonkontraktil. Pada
beberapa terdapat vakuola kecil atau bahkan tidak ada, kecuali hewan bersel satu.
Hewan bersel satu terdapat dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dengan
fungsi dalam proses pencernaan intrasel dan vakuola kontraktil yang berfungsi
sebagai osmoregulator.
26 | IPA - Biologi
9) Mikrotubulus
Mikrotubulus berbentuk benang silindris, kaku dan mempunyai fungsi untuk
membentuk silia, flagela, sentriol dan benang-benang spindel, serta
mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel. Contoh organel ini antaranya
yaitu benang-benang gelembung pembelahan. Mikrotubulus ini disusun oleh
protein yang disebut tubulin. Diameter mikrotubulus kira-kira 25 nm. Organel ini
merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar.
10) Mikrofilamen
Organel mikrofilamen mirip seperti mikrotubulus tetapi mempunyai diameter yang
lebih kecil. Bahan pembentuk mikrofilamen adalah miosin dan aktin seperti yang
ditemui pada otot. Berdasarkan hasil penelitian, mikrofilamen ikut andil dalam
proses pergerakan sel, eksositosis, dan endositosis. Contohnya yaitu gerakan
amuba.
11) Peroksisom (Badan Mikro)
Peroksisom atau badan mikro mempunyai ukuran sama seperti Lisosom dan
dibentuk dalam Retikulum Endoplasma Granular. organel peroksisom ini terus
menerus berasosiasi dengan organel sel lain, banyak juga mengandung enzim
katalase dan oksidae yang banyak disimpan dalam sel-sel hati. Peroksisom
memiliki fungsi mengurangikan peroksida (H2O2) dimana ini merupakan sisa
metabolisme yang bersifat toksik menjadi oksigen dan air. Badan mikro pada
tumbuhan disebut Gliosisom, ikut andil dalam proses pengubahan senyawa lemak
menjadi sukrosa.
c. Inti Sel (Nukleus)
Nukleus merupakan bagian sel yang berukuran lebih besar dibandingkan dengan
organel sel seperti biasanya, mempunyai ukuran 10 – 20 nm. Letak inti sel
(nukleus) terkadang di bagian tepi atau di tengah, mempunyai bentuk bulit atau
lonjong seperti cakram. Inti sel atau Nukleus merupakan bagian sel yang
mempunyai fungsi sebagai pusat pengendali aktivitas atau pusat perintah sel
karena adanya benang-benang kromosom di dalam nukleus. Umumnya sel-sel
mempunyai satu nukelus inti. Inti sel (nukelus) dibatasi oleh membran inti atau
selaput inti yang mempunyai kontrol keluar masuk nucleus (Gambar 1.18).
IPA - Biologi | 27
Nukleus diperlukan untuk mengontrol reaksi-reaksi kimia, pembelahan sel, dan
pertumbuhan.
Gambar 19. Nukleous
Sumber: Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).
Tetapi sesuai dengan fungsinya, ada juga sel yang mempunyai dua atau lebih inti.
Nukelus juga mempunyai tugas untuk membawa perintah sintesis di inti DNA
dikarenakan terdapat sandi DNA (DNA code) di dalamnya untuk menentukan
urutan asam amino protein. Berdasarkan ada tidaknya selaput inti, dikenal dua
penggolongan sel yaitu: Sel Prokariotik (Sel yang tidak memiliki selaput inti,
contohnya pada ganggang biru, bakteri) dan Sel Eukariotik (Sel yang mempunyai
selaput inti).
Fungsi dari nukelus sendiri adalah mengatur semua aktivitas sel, karena di dalam
nukleus terdapat kromosom yang berisikan DNA yang mengatur sintesis protein.
Inti mempunyai tugas mengendalikan semua kegiatan sel mulai dari metabolisme
sampai pembelahan sel.
Pada sel eukariotik, inti diselubungi membran inti atau karioteka rangkap dua dan
berpori, lain hal dengan sel prokariotik dimana sel ini tidak memiliki membran. Di
dalam nukleus terdapat cairan yang biasa disebut nukleoplasma, kromosom yang
biasanya berupa benang kromatin, serta Nukleolus (anak inti) yang digunakan
sebagai tempat pembentukan asam ribonukleat (ARN). Perbedaan sel prokariotik
dan eukariotik dapat dilihat pada gambar 1.19 berikut.
28 | IPA - Biologi
Gambar 20. Perbedaan sel prokariotik dan eukariotik (tumbuhan dan hewan)
Sumber: www.britannica.com
● Teori Endosimbiosis
Pada mulanya semua mahluk hidup diduga berasal dari mahluk bersel satu yang
sangat sederhana, yaitu bakteri prokariot. Dugaan ini diperkuat dengan
ditemukannya fosil sel prokariotik yang ada dalam batu-batuan yang berumur
hingga miliaran tahun. Evolusionist juga menduga bahwa munculnya makhluk
hidup yang terorganisasi dengan baik merupakan hasil dari proses evolusi dari
sel-sel prokariotik sederhana yang berkembang menjadi sel eukarya yang lebih
kompleks.
Perbedaan utama yang dapat dijumpai antara sel prokariotik dengan sel
eukariotik adalah bahwa seluruh sel prokariotik tampak jelas tidak memiliki
membran yang menyelimuti nukleus dan juga tidak memiliki organel-organel sel
yang merupakan karakter kunci dari sel eukariotik. Sudah sejak lama dipelajari
bagaimana asal-usul darimana asal- usul sel eukariotik, namun hingga kini fosil sel
yang merupakan bentuk antara dari prokariotik dengan eukariotik seluler belum
ditemukan. Juga belum diketahui bagaimana organel-organel terbentuk pada sel
eukariotik.
IPA - Biologi | 29
Para peneliti pendahulu telah mencoba menjelaskan asal-usul makhluk hidup
dengan berbagai hipotesis tentang asal-usul kehidupan. Salah satu hipotesis yang
paling terpopuler dan umum diterima adalah hipotesis endosimbiosis.
Bagaimana hipotesis ini dapat diterima, dan bukti apa yang menyebabkan
hipotesis ini dapat diterima akan dibahas dalam tulisan ini. Walaupun masih
berupa hipotesis tetapi dugaan ini dapat disebut sebagai dugaan cerdas peneliti
yang dapat dijadikan model pendekatan yang dapat menerangkan asal usul
Eukariota dimasa lampau. Beberapa literatur menyebutnya sebagai “Teori
Endosimbiosis” namun pada tulisan ini penulis menyebutnya sebagai “Hipotesis
Endosimbiosis” dengan alasan karena memang hanya berupa hipotesis yang
sampai saat ini belum ada bukti ilmiah yang empiris untuk membenarkan hipotesis
ini. semua fakta yang mendukung berupa rekonstruksi untuk memperoleh bukti
pendekatan saja atau kebenaran yang bersifat hipotetical.
Hipotesis endosimbiosis pertama sekali diusulkan oleh seorang biologist dari
Universitas Boston bernama Lynn Margulis pada tahun 1970 dan secara resmi
dalam bukunya “Symbiosis in Cell Evolution” (1981). Munculnya hipotesis ini dulu
menjadi bahan tertawaan oleh para ahli biologi karena disebut-sebut sebagai teori
yang dinilai tidak masuk akal, namun berkat kegigihan dan kesabarannya Lynn
dapat memberi penjelasan, bukti yang mendekati yang membuat hipotesis ini
menjadi hipotesis masuk akal dan diterima.
Ide atau gagasan tentang hipotesis Endosimbiosis ini sebelumnya pernah
dikemukakan oleh seorang ahli biologi Rusia bernama C. Mereschkovsky
memperkenalkan hipotesis bahwa kelompok yang berbeda dari cyanobacteria
menjadi endosimbion sehingga terbentuk kloroplas. Teori inilah yang kemudian
dikembangkan secara luas oeh Lynn Margulis adalah hipotesis endosimbiosis
berseri (serial endosymbiosis) yang menyatakan bahwa mitokondria dan kloroplas
pada awalnya adalah prokariota kecil yang hidup di dalam sel prokariota yang lebih
besar (Gambar 1.20). (Istilah endosimbion digunakan untuk sel yang hidup di
dalam sel lain, yang disebut sel inang). Nenek moyang mitokondria diperkirakan
adalah heterotrofik aerobik yang menjadi endosimbion. Nenek moyang kloroplas
pada eukariota awal diperkirakan adalah prokariota fotosintetik, kemungkinan
sianobakteri, yang menjadi endosimbion. Bisa jadi nenek moyang prokariotik
30 | IPA - Biologi
mitokondria dan kloroplas pada awalnya masuk ke dalam sel inang sebagai
mangsa yang tidak tercerna atau sebagai parasit internal.
Gambar 21. Teori Endosimbiosis
Sumber: https://bio.libretexts.org
Sel inang itu mungkin sebelumnya telah memiliki suatu sistem endomembran.
Dengan cara apapun hubungan itu dimulai, tidak sulit membayangkan bahwa
simbiosis akhirnya menjadi menguntungkan secara mutualistik. Inang heterotrofik
dapat memperoleh zat-zat makanan dari endosimbion fotosintetik. Dan pada dunia
yang semakin aerobik, suatu sel yang sendirinya telah anaerobik akan
diuntungkan dari endosimbion aerobik tersebut, yang mengubah oksigen menjadi
menguntungkan. Dalam proses menjadi saling tergantung itu, inang dan
endosimbion menjadi suatu organisme tunggal, dan bagian-bagiannya menjadi
tidak terpisahkan lagi. Hampir semua eukariota, baik heterotrofik ataupun
autotrofik, memiliki mitokondria atau sisa-sisa genetik organel tersebut. Akan tetapi
hanya eukariota fotosintetik yang memiliki klroplas. Dengan demikian, hipotesis
endosimbion berseri (serangkaian peristiwa endosimbiotik) mengasumsikan
bahwa mitokondria berkembang sebelum kloroplas.
Para nenek moyang simbion masuk ke sel inang sebagai makanan yang tidak
dicerna atau sebagai parasit internal yang kemudian antar mereka saling
IPA - Biologi | 31
bekerjasama yang disebut endosimbiosis. Ketika mereka menjadi saling
tergantung maka simbiosis antar mereka menjadi saling tak terpisahkan.
Bukti bahwa mitokondria dan plastida berasal dari endosimbiosis adalah sebagai
berikut:
⮚ Mitokondria dan plastida awalnya terbentuk hanya melalui proses yang
sama dengan pembelahan biner.
⮚ Dalam beberapa ganggang, seperti Euglena, plastidanya dapat
dihancurkan oleh bahan kimia tertentu tanpa mempengaruhi sel. Dalam
kasus seperti itu, plastida tidak akan beregenerasi. Hal ini menunjukkan
bahwa regenerasi plastid bergantung pada sumber ekstraseluler, seperti
dari pembelahan sel atau endosimbiosis.
⮚ Kedua organel ini dikelilingi oleh dua atau lebih membran, yang
menunjukkan perbedaan komposisi dari membran sel lainnya.
⮚ Kedua mitokondria dan plastida mengandung DNA yang berbeda dari inti
sel.
⮚ Analisa urutan DNA dan perkiraan filogenetik menunjukkan bahwa DNA
nuklir mengandung gen yang mungkin berasal dari plastida.
⮚ Ribosom dalam organel-organel ini adalah seperti yang ditemukan pada
bakteri (70S).
⮚ Protein asal organel, seperti bakterinya, juga menggunakan N-
formilmetionin dalam menginisiasi asam amino.
⮚ Sebagian besar struktur internal dan biokimia dari plastida, misalnya
tilakoid dan klorofil tertentu, sangat mirip dengan cyanobacteria.
Filogenetik menunjukkan bahwa plastida paling erat kaitannya dengan
cyanobacteria.
⮚ Mitokondria memiliki beberapa enzim dan sistem transportasi yang mirip
dengan bakteri.
⮚ Beberapa protein yang dikodekan dalam nukleus diangkut ke kedua
organel ini, dan keduanya, mitokondria dan plastida memiliki genom kecil
dibandingkan dengan bakteri. Ini konsisten dengan meningkatnya ketergantungan
pada host eukariotik setelah mereka membentuk endosimbiosis. Sebagian besar
32 | IPA - Biologi
gen pada genom organel telah hilang atau pindah ke nukleus. Gen yang paling
dibutuhkan untuk fungsi mitokondria dan plastid berada dalam nukleus bakterinya.
● Mekanisme Transpor pada Membran
Sel-sel membutuhkan zat atau molekul untuk menjalankan semua aktivitas
metabolisme. Beberapa zat yang diperlukan harus bergerak masuk ke dalam sel.
Hal ini berlawanan dengan sampah metabolisme yang harus bergerak ke luar sel.
Membran sel memegang peranan yang sangat penting dalam proses keluar
masuknya zat. Transportasi zat-zat dibagi menjadi dua, yaitu transportasi pasif dan
trasportasi aktif.
Transportasi pasif adalah perpindahan zat-zat mengikuti aliran perbedaan
konsentrasi, sedangkan transportasi aktif adalah perpindahan zat-zat melawan
aliran perbedaan konsentrasi dan memerlukan energi. Transportasi pasif
berlangsung melalui proses difusi dan osmosis. Adapun transportasi aktif,
berlangsung melalui proses transpor aktif, eksositosis, dan endositosis.
a. Difusi
Secara tidak sadar proses difusi sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari.
Misalnya, Anda akan memasukan satu sendok gula ke dalam segelas air teh jika
ingin membuat air teh manis. Apa yang akan terjadi dengan gula tersebut?
Awalnya, gula tersebut akan mengendap di dasar gelas. Akan tetapi, lama
kelamaan gula tersebut akan larut ke dalam air teh tersebut (Gambar 1.21).
Peristiwa difusi sederhana dapat diamati ketika kita memasukkan segumpal gula
ke dalam air teh (a), molekulmolekulnya terlarut (b), dan tersebar (berdifusi) (c).
Pada akhirnya proses difusi menyebabkan gula tersebar merata ke dalam air (d).
Gambar 22. Peristiwa difusi
Sumber: Biology, Raven dan Johnson
IPA - Biologi | 33